Temperatura płomienia palnika tlenowo-acetylenowego
Palnik tlenowo-acetylenowy spalający neutralny płomień sięga mniej więcej 3100–3500°C (5600–6300°F) na końcu wewnętrznego stożka. Jest wystarczająco gorąca, aby w ciągu kilku sekund stopić stal, żeliwo i większość metali nieżelaznych, dlatego właśnie ta kombinacja gazów od ponad stulecia pozostaje standardem w zakresie cięcia i spawania.
Liczba, którą ludzie zwykle podają, około 6000°F, jest dokładna, ale niekompletna. Opisuje jeden konkretny punkt płomienia, a nie płomień jako całość. Rzeczywista temperatura gwałtownie spada w miarę oddalania się od wewnętrznego stożka.
Dlaczego płomień nie ma jednej temperatury
Neutralny płomień tlenowo-acetylenowy ma trzy widoczne strefy, a każda z nich charakteryzuje się innym poziomem ciepła.
- Wewnętrzny stożek — najjaśniejsza, najciaśniejsza część płomienia, znajdująca się na samym końcu. To tutaj spalanie jest najpełniejsze, a maksymalna temperatura wynosi 5600–6300°F.
- Pióro acetylenowe — słaba strefa wtórna widoczna głównie w płomieniach nawęglania, przebiegająca zauważalnie chłodniej niż stożek wewnętrzny.
- Koperta zewnętrzna — luźny, zabarwiony na niebiesko płomień otaczający wszystko inne, spadający do około 2300°F na zewnętrznej krawędzi.
Ten gradient nie jest przypadkowy. Spawacze umieszczają stożek wewnętrzny tuż nad złączem, aby stopić metal, podczas gdy powłoka zewnętrzna wykonuje wstępne nagrzewanie po obu stronach, podgrzewając metal nieszlachetny do temperatury bliskiej jego topnieniu, zanim faktycznie rozpocznie się cięcie lub spawanie.
Porównanie tlenu i acetylenu z innymi gazami paliwowymi
| Kombinacja gazów | Około. Temperatura szczytowa |
|---|---|
| Propan / powietrze | 1980°C (3590°F) |
| Acetylen / Powietrze | 2200°C (4000°F) |
| Propan / tlen | 2253°C (4087°F) |
| Tlenowo-wodór | 2800°C (5072°F) |
| Tlen-acetylen | 3500°C (6300°F) |
Przewaga acetylenu sprowadza się do chemii. Jego potrójne wiązanie węgiel-węgiel magazynuje niezwykłą ilość energii, która szybko się uwalnia, gdy spala się w czystym tlenie zamiast w otaczającym powietrzu. Z tego też powodu pozostaje jedynym powszechnie stosowanym gazem paliwowym, który jest wystarczająco gorący, aby niezawodnie przeciąć grubą stal konstrukcyjną. Kombinacje niskotemperaturowe, takie jak propan/tlen, nadal mają zastosowanie, szczególnie w przypadku prac, które wymagają szerszego, delikatniejszego płomienia, a nie skoncentrowanego gorącego punktu, czyli miejsca, w którym palniki grzewcze dostosowane do niższych, rozproszonych temperatur płomienia mają tendencję do wchodzenia.
Jak zmienia się stosunek tlenu do acetylenu
Wartość 6300°F zakłada płomień neutralny, co oznacza, że tlen i acetylen dostarczane są w mniej więcej równych ilościach. Zmień ten stosunek, a temperatura i chemia się zmienią.
Płomień utleniający, zawierający nieco więcej tlenu niż acetylenu, pali się gorętszy i ostrzejszy, przydatny do cięcia, ale wystarczająco ostry, aby utlenić jeziorko spawalnicze, jeśli jest używany do spawania. Płomień nawęglający z nadmiarem acetylenu jest chłodniejszy i przenosi niespalony węgiel do metalu, co jest odpowiednie do niektórych zadań związanych z napawaniem twardym i lutowaniem twardym, ale nie jest odpowiednie do spoin konstrukcyjnych. Utrzymanie stabilnego stosunku ma większe znaczenie, niż większość ludzi przypuszcza, i jest to w dużej mierze funkcją sprzętu, a nie samych umiejętności operatora — regulatory ciśnienia gazu, które utrzymują stałą temperaturę płomienia wykonują większość pracy polegającej na utrzymywaniu stałej równowagi podczas długich sesji cięcia lub spawania.
Dopasowanie temperatury do zadania: palniki, końcówki i regulatory
Gdy temperatura docelowa będzie jasna, decyzja dotycząca sprzętu staje się prostsza. Gruba stal konstrukcyjna i ciężkie prace związane z cięciem wymagają ręczne palniki do cięcia przeznaczone do długotrwałej pracy w wysokich temperaturach w połączeniu z uchwytem, który utrzymuje neutralny płomień na stałym poziomie podczas długich serii — uchwyty palników zaprojektowane tak, aby utrzymać stabilny, neutralny płomień są zbudowane specjalnie dla tej spójności.
Wybór końcówki jest tak samo ważny, jak sama latarka. Końcówka, która jest za mała w stosunku do grubości metalu, dławi przepływ gazu i obniża temperaturę płomienia dokładnie tam, gdzie powinna osiągnąć maksimum, natomiast końcówka o zbyt dużym rozmiarze marnuje gaz bez poprawy cięcia. Końcówki palnika do cięcia acetylenem o rozmiarze dostosowanym do mocy płomienia z tego powodu są dopasowane do określonych zakresów grubości. Dla każdego, kto składa pełną konfigurację od podstaw, kompletne zestawy palników do cięcia do konfiguracji tlenowo-acetylenowych spakuj uchwyt, nasadkę i zestaw końcówek, które są już dopasowane i współpracują ze sobą.
Bezpieczna praca w tych temperaturach
Płomień o temperaturze przekraczającej 6000°F nie pozostawia marginesu na błąd w stanie sprzętu. Butle z acetylenem nie powinny być uruchamiane powyżej ciśnienia 15 psig, limitu określonego w Federalna norma OSHA dotycząca spawania i cięcia gazem tlenowo-paliwowym , ponieważ acetylen staje się niestabilny przy wyższych ciśnieniach.
W tych temperaturach w ciągu ułamka sekundy może nastąpić cofnięcie płomienia, podczas którego płomień cofa się do węża lub reduktora, jeśli w linii wystąpi nieszczelność lub zmieni się stosunek gazu. ograniczniki płomienia zwrotnego dla wysokotemperaturowych linii tlenowo-acetylenowych stanowią standardowe zabezpieczenie, montowane pomiędzy reduktorem a wężem, zarówno po stronie tlenu, jak i acetylenu, i nie są wyposażeniem opcjonalnym w żadnej konfiguracji, w której płomień jest tak gorący.
